组蛋白去乙酰化酶抑制剂(HDACi)对小麦基因编辑效率的影响及转录组学分析

主要研究组蛋白去乙酰化酶抑制剂(HDACi)与染色质状态以及CRISPR/Cas9的编辑效率之间的关系。利用不同浓度的尼克酰胺(0,2.5和5 mmol/L)和丁酸钠(0,5和10 mmol/L)对小麦幼苗处理7 d和14 d,结果显示丁酸钠处理会抑制幼苗的生长,而尼克酰胺对幼苗影响较小。对尼克酰胺处理的小麦幼苗进行转录组测序,发现了一些有利于促进染色质状态开放的基因:6个甲基转移酶合成通路基因。此外对未发生编辑的TaAGO4a基因编辑转基因小麦材料的T2代进行尼克酰胺处理,结果显示5 mmol/L处理14 d时检测到1株3A和3B基因组均杂合编辑的植株,编辑效率从0提高到8.3%,其它处理组和对照组均没有检测到编辑。本研究证明尼克酰胺确实可以提高小麦基因编辑效率,为提高小麦基因编辑效率提供了一种新策略。     

假基因鉴定及其功能分析

被称为"垃圾基因"的假基因是真核生物基因组中的重要组成部分。近年来对假基因的功能研究表明其并非是基因组中的沉默成员。如一些假基因参与RNA转录,一些假基因转录本能够形成小干扰RNA(siRNA),通过小RNA干扰作用调节功能基因。另外,还有研究发现,一些假基因能够通过microRNA调节肿瘤抑制因子。然而,对假基因功能的深入挖掘需要建立在对其更精准、更全面的鉴定基础之上。随着各物种全基因组测序的完成及序列比对算法的完善,全面而又精确地鉴定假基因已经成为可能。下文就近年来假基因相关鉴定方法、调节功能以及在进化上的意义进行了阐述,并对未来假基因研究方向进行了展望。     

基于混池测序的抗玉米灰斑病QTL定位

玉米灰斑病是由玉米尾孢菌(Cercospora zeine)和玉蜀黍尾孢菌(Cercospora zeae-maydis)引起的真菌性病害,是世界范围内重要的玉米叶部病害之一。以玉米灰斑病抗病自交系Suwan1和感病自交系HM01构建的BC1F1群体为研究材料,在自然发病条件下通过对BC1F1群体中玉米灰斑病的抗性鉴定,选择30株抗病材料和30株感病材料分别构建DNA抗、感混池。在对两个混池进行高通量测序后,通过质量控制和数据分析得到两个极端混池中的变异信息。利用高质量SNP标记对应的两个混池中测序深度差异进行统计检验,成功鉴定了29个玉米灰斑病抗性QTL (quantitative trait loci)。利用MaizeGDB网站在29个抗病QTL内共搜索到2 768个基因,通过Phytozome网站与拟南芥和水稻基因组进行同源比对,在1号、5号和10号染色体上分别确定了1个基因作为抗玉米灰斑病的候选基因。